C言語の関数風マクロの作り方：引数付き#defineの書き方と落とし穴

// sample_min.c
#include <stdio.h>

// 引数xを1増やす関数風マクロ。展開は ((x) + 1)
#define ADD1(x) ((x) + 1)

int main(void) {
    int a = 5;
    printf("ADD1(a) = %d\n", ADD1(a));      // 6
    printf("ADD1(10) = %d\n", ADD1(10));    // 11
    return 0;
}

// bad_space.c
#define SQUARE (x) ((x) * (x))  // 誤: NAME と '(' の間のスペース

int main(void) {
    int v = SQUARE(3);          // 期待どおり展開されずエラー
    return 0;
}

// square_good_bad.c
#include <stdio.h>

// 悪い例: 引数xや全体を括弧で包んでいない
#define SQUARE_BAD(x) x * x

// 良い例: 引数も全体も括弧で包む
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main(void) {
    int a = SQUARE_BAD(2 + 3);  // 展開: 2 + 3 * 2 + 3 → 11
    int b = SQUARE(2 + 3);      // 展開: (2 + 3) * (2 + 3) → 25
    printf("SQUARE_BAD(2 + 3) = %d\n", a);
    printf("SQUARE(2 + 3) = %d\n", b);
    return 0;
}

// max_macro.c
#include <stdio.h>

#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

int main(void) {
    printf("MAX(10, 20) = %d\n", MAX(10, 20));
    printf("MAX(1 + 2, 3 + 4) = %d\n", MAX(1 + 2, 3 + 4)); // 7
    // 文字と整数でも動く(型チェックはない)
    printf("MAX('A', 65) = %d\n", MAX('A', 65));
    return 0;
}

// swap_macro.c
#include <stdio.h>

// 悪い例: ブロックで包まないと if/else と組み合わせたときに崩れる
#define SWAP_BAD(T, x, y) \
    T tmp__ = (x);        \
    (x) = (y);            \
    (y) = tmp__

// 良い例: do { ... } while(0) で1文として扱える
#define SWAP(T, x, y)            \
    do {                         \
        T tmp__ = (x);           \
        (x) = (y);               \
        (y) = tmp__;             \
    } while(0)

int main(void) {
    int a = 3, b = 7;
    printf("before: a=%d, b=%d\n", a, b);

    // if と一緒でも安全に使える
    if (a < b)
        SWAP(int, a, b);
    else
        puts("no swap");

    printf("after : a=%d, b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

// precedence_trap.c
#include <stdio.h>

#define SQUARE_BAD(x) x * x
#define SQUARE(x) ((x) * (x))

int main(void) {
    printf("1 + SQUARE_BAD(2 + 3) = %d\n", 1 + SQUARE_BAD(2 + 3));
    printf("1 + SQUARE(2 + 3)     = %d\n", 1 + SQUARE(2 + 3));
    return 0;
}

// side_effect.c
#include <stdio.h>

#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

int main(void) {
    int i = 3, j = 4;
    int r = MAX(i++, j++); // (i++) と (j++) が最初に1回ずつ評価
                           // より大きい方(ここでは j)が選ばれて、さらにもう1回評価される
    printf("r=%d, i=%d, j=%d\n", r, i, j);
    return 0;
}

// inline_alt.c
#include <stdio.h>

// マクロ代替の inline 関数
static inline int square_i(int x) {
    return x * x; // 引数は1回しか評価されず型安全
}

static inline int max_i(int a, int b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main(void) {
    printf("square_i(5) = %d\n", square_i(5));
    printf("max_i(3, 7) = %d\n", max_i(3, 7));
    return 0;
}